专利名称：镐形截齿试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采煤机或掘进机的煤岩截割试验领域，具体为一种镐形截齿试验
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背景技术：
目前，掘机进和采煤机的镐形截齿具有拆装方便、形状简单、加工容易、能点击刨 煤岩、进刀深度大，且在使用过程中能自行磨利等特点，已经在煤岩巷道掘进和开采中实现 了普及应用，但因其在巷道内工作情况复杂，工作环境恶劣，截割头上镐形截齿在截割时会 在煤岩上留有沟槽，使得镐形截齿的齿体部分容易与没有被截落的煤岩发生干涉，从而导 致镐形截齿齿体参与截割而出现偏磨，使用寿命较低。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种镐形截齿试验装置，解决现有技术中无法利用镐 形截齿对岩壁进行截割的模拟试验等问题。本实用新型采用的技术方案是一种镐形截齿试验装置，该试验装置设有镐形截齿的固定和转动机构、镐形截齿 的岩壁模拟运动机构，镐形截齿的固定和转动机构包括装配平台、调速电机、联轴器、固定 架、截齿固定座，调速电机、联轴器、固定架、截齿固定座设置于装配平台上，调速电机通过 联轴器与固定架相连，镐形截齿安装于固定架一端的截齿固定座上；镐形截齿的岩壁模拟 运动机构包括岩壁、岩壁运动机构，岩壁与镐形截齿相对设置，岩壁安装于岩壁运动机构 上。所述的镐形截齿试验装置，岩壁安装于岩壁运动机构一端的岩壁固定环上，岩壁 运动机构上分别安装横向油缸、纵向油缸。所述的镐形截齿试验装置，横向油缸和纵向油缸分别通过位移传感器连接可编程 控制器。所述的镐形截齿试验装置，还包括镐形截齿的感应传感系统，镐形截齿的感应传 感系统设有环式压力传感器、温度传感器和加速度传感器，镐形截齿外部安装环式压力传 感器，镐形截齿内部安装温度传感器和加速度传感器；环式压力传感器的输出端连接应力 测量仪，温度传感器和加速度传感器的输出端经A/D转换器连至计算机系统。所述的镐形截齿试验装置，镐形截齿的感应传感系统还包括顶丝、减震橡胶、隔离 橡胶、合金头，镐形截齿内部依次接触设置顶丝、减震橡胶、温度传感器、隔离橡胶、加速度 传感器、合金头，合金头的尖端伸至镐形截齿外，顶丝与镐形截齿通过螺纹连接。所述的镐形截齿试验装置，还包括截齿角度调节机构，截齿角度调节机构设有底 座、固定螺栓、关节球体、调节螺栓、截齿座、压盖，与底座通过螺纹连接的调节螺栓，伸至关 节球体底部，关节球体与压盖通过球面配合，压盖通过固定螺栓安装于底座上，镐形截齿通 过截齿座安装于关节球体上。[0011]本实用新型的有益效果是1、本实用新型镐形截齿试验装置为一种镐形截齿机构，该机构能实现对岩壁进行 截割的综合检测和模拟试验，并进行实时数据采集，通过传感器把压力和温度传输到仪器 上，该装置通过对岩壁进行截割的模拟试验，测定不同形状和材料的镐形截齿的磨损程度 和磨偏现象及截齿使用寿命，为镐形截齿形状、尺寸及结构的改进设计以及材料的选择提 供了试验数据。2、本实用新型镐形截齿试验装置，该试验装置在镐形截齿内部分别安装压力传感 器和温度传感器，当试验压力超过预设的压力和温度时，传感器采集的信号数据经A/D转 换器转化为数字信号传输至计算机系统发出声光报警、实现自动停机保护。3、本实用新型镐形截齿试验装置的控制系统包括压力传感器和温度传感器、自 动保护装置，声光报警装置等，计算机系统参与全程控制并可以进行数据记录、数据处理和 报表、绘图。4、本实用新型由装配平台、调速电机、联轴器、支撑座、截齿固定座、岩壁运动机 构、角度调节球等组成，通过压力传感器和温度传感器把采集的数据传输到测量仪及计算 机系统完成应力和温度测试，实现了在同一试验平台上完成不同型号镐形截齿性能进行测 试禾口试验。5、本实用新型镐形截齿岩壁模拟试验装置恰恰满足了对镐形截齿的综合检测和 试验的要求，因此该镐形截齿试验装置通过对岩壁进行截割的模拟试验，测定不同形状和 材料的镐形截齿的磨损程度和磨偏现象及截齿使用寿命，为镐形截齿形状、尺寸及结构的 改进设计以及材料的选择提供了试验数据。6、整个试验装置的结构全部为模块化设计，能够在试验时可通过螺栓、螺母、销轴 等紧固件完成连接安装，待试验结束后可拆除，减少占地空间，且该镐形截齿适用于掘进机 和采煤机。7、本实用新型通过环式应力传感器和测量仪完成应力测试，通过温度传感器实现 截齿截割时的截齿温度测试，实现在同一试验平台上完成对不同型号镐形截齿的截割性能 进行测试和试验，通过该试验装置可完成单齿各个角度的变换，从而实现截齿在截割煤岩 壁时的受力、温度及磨损情况进行测试。
图1和图2为本实用新型结构示意图；其中，图1为主视图；图2为俯视图。图3为截齿放大图。图4为截齿固定座放大图。图中，1.装配平台；2.调速电机；3.联轴器；4.固定架；5.岩壁；6.岩壁运动机 构；7.截齿固定座；8.镐形截齿；9.岩壁固定环；10.横向油缸；11.纵向油缸；12.顶丝； 13.减震橡胶；14.环式压力传感器；15.温度传感器；16.隔离橡胶；17.加速度传感器； 18.合金头；19.底座；20.固定螺栓；21.关节球体；22.调节螺栓；23.截齿座；24.压盖。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。[0024]如图1、图2和图3所示，本实用新型镐形截齿试验装置，该试验装置主要包括装 配平台1、调速电机2、联轴器3、固定架4、岩壁5、岩壁运动机构6、截齿固定座7、镐形截齿 8、岩壁固定环9、横向油缸10、纵向油缸11、顶丝12、减震橡胶13、环式压力传感器14、温度 传感器15、隔离橡胶16、加速度传感器17、合金头18、底座19、固定螺栓20、关节球体21、调 节螺栓22、截齿座23、压盖M等，该试验装置通过调速电机2提供转矩、液压缸(横向油缸 10、纵向油缸11)提供横向和纵向切割力、传感器进行定点检测、通过该试验装置可完成单 齿各个角度的变换，从而实现截齿在截割煤岩壁时的受力、温度及磨损情况进行测试。具体 结构如下1.装配平台1、调速电机2、联轴器3、固定架4、截齿固定座7组成了镐形截齿的固 定和转动机构；调速电机2、联轴器3、固定架4、截齿固定座7设置于装配平台1上，调速电 机2通过联轴器3与固定架4相连，镐形截齿8安装于固定架4 一端的截齿固定座7上，镐 形截齿8在调速电机2的驱动下转动(图1、2)。2.岩壁5、岩壁运动机构6、岩壁固定环9、横向油缸10、纵向油缸11组成了镐形 截齿的岩壁模拟运动机构；岩壁5与镐形截齿8相对设置，岩壁5安装于岩壁运动机构6 — 端的岩壁固定环9上，岩壁运动机构6上分别安装横向油缸10、纵向油缸11，横向油缸10 驱动岩壁运动机构6带动岩壁5做横向运动，纵向油缸11驱动岩壁运动机构6带动岩壁5 做纵向运动，横向油缸10和纵向油缸11分别通过位移传感器连接PLC可编程控制器，利用 PLC可编程控制器及位移传感器精确控制横向和纵向进给量)(图1、2)。3.顶丝12、减震橡胶13、环式压力传感器14、温度传感器15、隔离橡胶16、加速度 传感器17、合金头18组成了镐形截齿的感应传感系统；本实用新型为镐形截齿对岩壁进行截割的模拟机构，利用镐形截齿从不同角度截 割岩壁时的压力、温度、振动加速度发生变化的信号数据采集、传输和显示。如图3所示，镐 形截齿8外部安装环式压力传感器14，镐形截齿8内部安装温度传感器15和加速度传感 器17，环式压力传感器14的输出端连接应力测量仪，温度传感器15和加速度传感器17的 输出端经A/D转换器连至计算机系统。本实用新型中，通过环式压力传感器14的微变形， 把镐形截齿8内部的应力传输给应力测量仪显示图形信号；镐形截齿内部的温度传感器和 加速度传感器采集的数据分别传输到显示仪器上，再经A/D转换器转化为数字信号传输给 计算机系统，最终通过计算机系统上的实时监测软件显示和记录，并进行数据处理、储存、 曲线绘制和识别得到相应的分析结果。另外，当镐形截齿承受压力、温度和激振力超过设定 值时，传感器采集的信号数据经A/D转换器转化为数字信号传输至计算机系统发出声光报 警，实现自动停机保护。镐形截齿内部安装的压力传感器采集的数据经A/D转换器转化为数字信号传输 给计算机系统，最终通过计算机系统上的实时监测软件显示和记录，并进行数据处理、储 存、曲线绘制和识别得到相应的分析结果；同理，温度传感器也具备上述功能。本实用新型中，镐形截齿8内部依次接触设置顶丝12、减震橡胶13、温度传感器 15、隔离橡胶16、加速度传感器17、合金头18 (齿尖)，合金头18的尖端伸至镐形截齿8外， 顶丝12与镐形截齿8通过螺纹连接。4.底座19、固定螺栓20、关节球体21、调节螺栓22、截齿座23、压盖M组成了截 齿角度调节机构；与底座19通过螺纹连接的调节螺栓22，伸至关节球体21底部，关节球体21与压盖M通过球面配合，压盖M通过固定螺栓20安装于底座19上，镐形截齿8通过截 齿座23安装于关节球体21上(图4)。本实用新型的工作过程如下按上述步骤把试验装置安装完成后，进行截齿截割岩壁的模拟试验，该试验过程 通过以下四个步骤进行1.岩壁机构调整通过对岩壁运动机构6中横向油缸10和纵向油缸11的移动， 使岩壁5的位置处在镐形截齿8截割岩壁试验的理想位置上(即刚好与镐形截齿8齿尖接 触)；2.截齿角度机构调节调松底座19上的固定螺栓20，通过调节螺栓22使关节球 体21的角度符合截齿截割岩壁试验要求，通过压盖M固定镐形截齿8 ；3.传感器与系统连接环式压力传感器14、温度传感器15、加速度传感器17与测 量显示仪及计算机系统进行无线连接，并接通电源，使传感器、测量显示仪及计算机系统处 在工作准备状态；4.截齿截割岩壁模拟试验启动调速电机，截齿截割岩壁模拟试验，通过各传感 器把试验信号传输到近算机系统，完成一次镐形截齿的截割岩壁模拟试验。
权利要求1.一种镐形截齿试验装置，其特征在于该试验装置设有镐形截齿的固定和转动机 构、镐形截齿的岩壁模拟运动机构，镐形截齿的固定和转动机构包括装配平台、调速电机、 联轴器、固定架、截齿固定座，调速电机、联轴器、固定架、截齿固定座设置于装配平台上，调 速电机通过联轴器与固定架相连，镐形截齿安装于固定架一端的截齿固定座上；镐形截齿 的岩壁模拟运动机构包括岩壁、岩壁运动机构，岩壁与镐形截齿相对设置，岩壁安装于岩壁 运动机构上。
2.按照权利要求1所述的镐形截齿试验装置，其特征在于岩壁安装于岩壁运动机构 一端的岩壁固定环上，岩壁运动机构上分别安装横向油缸、纵向油缸。
3.按照权利要求2所述的镐形截齿试验装置，其特征在于横向油缸和纵向油缸分别 通过位移传感器连接可编程控制器。
4.按照权利要求1所述的镐形截齿试验装置，其特征在于还包括镐形截齿的感应传 感系统，镐形截齿的感应传感系统设有环式压力传感器、温度传感器和加速度传感器，镐形 截齿外部安装环式压力传感器，镐形截齿内部安装温度传感器和加速度传感器；环式压力 传感器的输出端连接应力测量仪，温度传感器和加速度传感器的输出端经A/D转换器连至 计算机系统。
5.按照权利要求3所述的镐形截齿试验装置，其特征在于镐形截齿的感应传感系统 还包括顶丝、减震橡胶、隔离橡胶、合金头，镐形截齿内部依次接触设置顶丝、减震橡胶、温 度传感器、隔离橡胶、加速度传感器、合金头，合金头的尖端伸至镐形截齿外，顶丝与镐形截 齿通过螺纹连接。
6.按照权利要求1所述的镐形截齿试验装置，其特征在于还包括截齿角度调节机构， 截齿角度调节机构设有底座、固定螺栓、关节球体、调节螺栓、截齿座、压盖，与底座通过螺 纹连接的调节螺栓，伸至关节球体底部，关节球体与压盖通过球面配合，压盖通过固定螺栓 安装于底座上，镐形截齿通过截齿座安装于关节球体上。
专利摘要本实用新型涉及采煤机或掘进机的煤岩截割试验领域，具体为一种镐形截齿试验装置，解决现有技术中无法利用镐形截齿对岩壁进行截割的模拟试验等问题。该试验装置设有镐形截齿的固定和转动机构、镐形截齿的岩壁模拟运动机构，镐形截齿的固定和转动机构包括装配平台、调速电机、联轴器、固定架、截齿固定座，调速电机、联轴器、固定架、截齿固定座设置于装配平台上，调速电机通过联轴器与固定架相连，镐形截齿安装于固定架一端的截齿固定座上；镐形截齿的岩壁模拟运动机构包括岩壁、岩壁运动机构，岩壁与镐形截齿相对设置，岩壁安装于岩壁运动机构一端。本实用新型实现截齿在截割煤岩壁时的受力、温度及磨损情况进行测试。
文档编号G01M13/00GK201859102SQ201020578699
公开日2011年6月8日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者卢少勇, 李思成, 鲁显春 申请人:三一重型装备有限公司